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Le 'stelle nascenti' del cervello: nuove opzioni contro l'Alzheimer?
Al microscopio gli astrociti a forma di stella (verdi) sono raccolti intorno alle placche (viola) segno distintivo dell'Alzheimer. (Fonte: DZNE / Nicole Reichenbach)Uno studio condotto da scienziati del Centro Tedesco Malattie Neurodegenerative (DZNE) indica un nuovo potenziale approccio contro il morbo di Alzheimer (MA).
Negli studi sui topi, i ricercatori hanno dimostrato che bloccare un particolare recettore, localizzato sugli astrociti, normalizza la funzione cerebrale e migliora la memoria.
Gli astrociti sono cellule non neuronali a forma di stella coinvolte nella regolazione dell'attività cerebrale e del flusso sanguigno. I risultati sono pubblicati sul Journal of Experimental Medicine.
Il MA è una malattia comune del cervello e attualmente incurabile, che porta alla demenza, i cui meccanismi sono tuttora in parte ignoti. La malattia sembra essere sostenuta da una combinazione di fattori che includono cambiamenti patologici nel flusso sanguigno, neuroinfiammazione e alterazioni dannose nell'attività delle cellule cerebrali.
"Il cervello contiene diversi tipi di cellule, tra queste ci sono i neuroni e gli astrociti", spiega la dott.ssa Nicole Reichenbach, ricercatrice post-dottorato del DZNE e prima autrice del lavoro pubblicato su JEM. "Gli astrociti supportano la funzione cerebrale e modellano la comunicazione tra i neuroni, chiamata trasmissione sinaptica, rilasciando varie proteine messaggero. Forniscono inoltre supporto metabolico e strutturale e contribuiscono alla regolazione del flusso sanguigno nel cervello".
Anomalie nell'attività di rete
Come i neuroni, gli astrociti sono organizzati in reti funzionali che possono coinvolgere migliaia di cellule. Il professor Gabor Petzold, leader di uno dei gruppi di ricerca della DZNE e supervisore dello studio attuale, afferma:
"Per le normali funzioni cerebrali, è fondamentale che le reti di cellule cerebrali coordinino i loro ritmi di attivazione. È come in un'orchestra sinfonica in cui gli strumenti devono essere accordati perfettamente e i musicisti devono rimanere in sincronia per suonare la melodia giusta.
"È interessante notare che uno dei compiti principali degli astrociti è molto simile a questo: tenere sani i neuroni e aiutare a mantenere in funzione la rete neuronale. Tuttavia, nel MA, c'è una attività aberrante di queste reti. Molte cellule sono iperattive, inclusi neuroni e astrociti. Quindi, capire il ruolo degli astrociti e puntare tali disfunzioni di rete, ha un forte potenziale per il trattamento del MA".
Il trattamento mirato degli astrociti ha alleviato la compromissione della memoria
Petzold e colleghi hanno testato questo approccio in uno studio sperimentale su topi. A causa di una predisposizione genetica, questi roditori mostrano alcuni sintomi del MA simili a quelli umani. Nel cervello, questo includeva depositi patologici di proteine chiamate 'placche di amiloide-beta' e attività di rete aberranti. Inoltre, i topi mostravano capacità di apprendimento e memoria compromesse.
Nel loro studio, gli scienziati di DZNE hanno preso di mira un recettore della membrana cellulare chiamato P2Y1R, che è espresso in prevalenza dagli astrociti. Precedenti esperimenti di Petzold e colleghi avevano rivelato che l'attivazione di questo recettore innesca l'iperattività cellulare nei topi modello del MA. Pertanto, i ricercatori hanno trattato gruppi di topi con diversi antagonisti P2Y1R. Questi composti chimici possono legarsi al recettore, quindi spegnerlo. Il trattamento è durato per diverse settimane.
"Abbiamo scoperto che il trattamento a lungo termine con questi farmaci ha normalizzato l'attività di rete del cervello. Inoltre sono notevolmente migliorate la capacità di apprendimento e la memoria dei topi", dice Petzold. D'altra parte, in un gruppo di topi selvatici di controllo questo trattamento non ha avuto effetti significativi sull'attività degli astrociti. "Questo indica che l'inibizione del P2Y1R agisce in modo abbastanza specifico. Non smorza l'attività della rete quando l'iperattività patologica è assente".
Nuovi approcci per la ricerca e le terapie?
Petzold riassume: "Questo è uno studio sperimentale che al momento non è direttamente applicabile ai pazienti umani. Tuttavia, i nostri risultati suggeriscono che gli astrociti, come salvaguardie importanti della salute neuronale e della normale funzione di rete, possano avere il potenziale di nuove opzioni terapeutiche nel MA".
Negli studi futuri, gli scienziati intendono identificare ulteriori nuovi percorsi negli astrociti e in altre cellule come potenziali bersagli farmacologici.
Fonte: German Center for Neurodegenerative Diseases (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Nicole Reichenbach, Andrea Delekate, Björn Breithausen, Kevin Keppler, Stefanie Poll, Theresa Schulte, Jan Peter, Monika Plescher, Jan N. Hansen, Nelli Blank, Armin Keller, Martin Fuhrmann, Christian Henneberger, Annett Halle, Gabor C. Petzold. P2Y1 receptor blockade normalizes network dysfunction and cognition in an Alzheimer’s disease model. The Journal of Experimental Medicine, 2018; jem.20171487 DOI: 10.1084/jem.20171487
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